過去にサイクロン集塵機を2台作ってきましたが、今回はさらなる改良を進め、より完成度の高い物となりましたので紹介したいと思います。
ちなみに、過去制作したサイクロン集塵機はこちらです。
サイクロン式集塵機の原理と試行錯誤
そもそもサイクロン式集塵機とは、遠心力を利用してゴミと空気を分離する集塵装置です。
吸引したごみを円筒状の中で回転させることによって遠心力を発生させます。
遠心力の力によって、空気よりも重い切削くずが回転円の外側に分離され、切削くずだけを集塵することができる仕組みです
掃除機にはゴミと分離された空気だけが吸い込まれるのでフィルター寿命を大幅に伸ばすことができます。
改善点1
遠心分離機の効率を改善するアイディアとして吸引口にセパレータを取り付けてみました。
セパレータは、吸引した空気の流れを回転運動へ変換する役割があります。
また、下記の図の通り、セパレータの径を大きくするほど、吸引力が低下するため、分離効率がよくなります。
改善点2
ただし、セパレータ下部から空気を吸い上げる構造ですから、ごみの回転力（遠心力）が落ちた状態のごみを吸い上げてしまうことになります。
つまり、吸引力低下の利点と遠心分離の欠点が相殺し、十分な分離効果が得られないという弱点があったのです。
そこで、仕切りの底部から吸い上げるのではなく、側面に沢山の穴をあけることにしました。
こうすれば、吸引力を抑えつつ、サイクロン効果の高い部分から空気を吸引するため分離効果の改善が期待できます。
実はこの方式、ダイソンをはじめとする多くのサイクロン式掃除機に採用されていたのです。
画像出典：icoro.com/201003254806.html
改善点3
旧式のサイクロン集塵機はセパレータをボルトで固定していました。
↓旧式のセパレーターは下の写真のような構造をしています。
このセパレータの中にパウダー状のごみが入ってしまい、定期的にメンテナンスしなければなりません。そのメンテナンスのための着脱が非常に結構面倒なものでした。
そこで、上部にマグネットを取り付け、簡単に着脱できる仕組みにしました。
マグネットのもう一つの利点は、ペール缶のボルト穴が不要になったことで気密性の向上（集塵効率アップ）に寄与した事です。
必要な材料
いずれの材料もネットショップやホームセンターで手に入るものばかりです。
必要な材料は、合計すると7600円ほどします。
丸ジャバラホースはネット価格が高いです。ホームセンターなら400～500円ほどで手に入るものですのであえてネットで部品を購入する必要はありません。又は、塩ビパイプのような安い部品に変更してもよいとおもいます。
作り方
まず、ペール缶の底に穴を開けます。
できるだけ中心部に穴を開けたいのでマジックでこのように印をつけます。
中心が分かったらオートポンチで中心点に印をつけます。
オートポンチを使わないとドリルの刃が滑ってしまい、正しい位置に穴が開きません。
掃除機用 つぎてパイプを取り付ける為、36ｍｍのホールソーで穴を加工します。
ペール缶の横にホースを挿入する穴を加工します。
この穴の形状は板金加工ソフトの体験版で作成することができるので、興味がある方はこちらの記事を読んでください。
https://jisaku-koubou.com/archives/3466
ラベルシール用紙に印刷してハサミで切って貼り付けます。
周りをドリルで穴を肉抜きし、ニッパーで切り取ります。
ハンドルーターで型紙通りに整形します。
丸ジャバラ樹脂ホース 40φを必要な長さに切断します。
切断したジャバラはこのようにペール缶に挿入します。
隙間をセメダインエポキシパテで埋めます。
（写真は金属用を使用していますが、プラ用の方が良いかも。）
12ｍｍ厚の合板を外径180mm、内径36に加工します。
Φ20ｍｍ、深さ4.5ｍｍの穴を加工し、ネオジム磁石を4つ取り付けます。
鋸で1～2ｃｍほどの切り込みを入れます。
パンチングメタルを巾20cm長さ60ｃｍに切り取ります。
パンチングメタルの端を1ｃｍ折り曲げます。
Lアングルなどで挟んでクランプすれば綺麗に折り曲げることができます。
切り込みに折り曲げた部分をはめ込みます。
このようにアルミテープで仮止めします。
同様にΦ18ｃｍに加工した板を底板にしてパンチングメタルを巻き付けます。
巻き付けたら木ネジで固定します。
外径150mm、内径36ｍｍに加工した木材に掃除機用 つぎてパイプを接着します。
（エポキシ接着剤を使用）
それをペール缶に接着します。
接着剤が固化したらセパレータを取り付けます。
磁石を採用しているので着脱がとても簡単になりました。
気密性を上げるために気密防水パッキンテープをペール缶の口に貼り付けます。
ぐるりと一周、隙間なく貼り付けます。
未加工のペール缶と合体させ、ふた用のバンドで固定してください。
バンドが閉まらない場合はペール缶の口をラジオペンチなどで潰せばバンドが閉まるようになります。
↓
洗濯機用ホースを集塵機の口に挿入します。
掃除機のホースを集塵機の口に挿入します。
これでサイクロン式集塵機の完成です。
早速木くずを吸引し、サイクロン集塵機の分離能力を試してみます
↓これは集塵機の中に入れたiphoneの映像です。
写真だとよくわかりませんね。この部分動画で見て頂ければ遠心分離の様子がよくわかります。
https://youtu.be/NPY1X28mtLE?t=634
サイクロン集塵機と掃除機の中のごみを見てみましょう。
こちらがサイクロン集塵機の中身
こちらが掃除機の中身
僅かにパウダー状のごみが入り込んでいますが、見た目99.9％以上の分離能力かと思います。
上記の内容はyoutubeに動画として公開しています。動画で見た方が理解しやすい部分。文章の方が理解しやすい部分がありますので合わせてご利用ください。
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